A. Aleksandravicius / Getty Images
Równoważenie obciążeń elektrycznych jest ważną częścią układania obwodów w domowej instalacji elektrycznej. Jest to zwykle wykonywane przez elektryków podczas instalowania nowego panelu serwisowego (skrzynka bezpieczników), przebudowy domu lub dodawania wielu obwodów podczas przebudowy. Mówiąc prosto, elektryczny panel serwisowy ma dwie strony, a zrównoważenie obciążenia polega na równomiernym podzieleniu obwodów między dwie strony, tak aby obciążenie lub pobór mocy był mniej więcej taki sam po obu stronach. Niezrównoważone obciążenie występuje, gdy z jednej strony panelu pobierana jest znacznie większa moc niż z drugiej. Może to prowadzić do przegrzania elementów elektrycznych i możliwego przeciążenia panelu.
Podstawy usług elektrycznych
Większość domów ma rodzaj usługi elektrycznej zwanej jednofazową, trójprzewodową . Usługa pochodzi z sieci energetycznej za pośrednictwem dwóch nieuziemionych („gorących”) przewodów o napięciu 120 woltów każdy oraz jednego uziemionego („neutralnego”) przewodu. Przewody łączą się z panelem serwisowym domu, a każdy gorący drut dostarcza napięcie 120 woltów do jednej z dwóch gorących szyn zbiorczych w panelu. Wyłączniki dla różnych obwodów domowych (zwanych obwodami odgałęzionymi ) zatrzaskują się w panelu i łączą elektrycznie z jednym lub dwoma gorącymi szynami zbiorczymi. Wyłącznik jednobiegunowy łączy się tylko z jedną szyną zbiorczą i dostarcza napięcie 120 woltów do obwodu. Dwubiegunowy wyłącznik łączy się z obiema szynami i dostarcza napięcie 240 woltów do obwodu. Podobnie jak przewody usługi użyteczności publicznej, każdy obwód odgałęziony ma jeden lub dwa gorące przewody i przewód neutralny. Energia elektryczna opuszcza panel wzdłuż gorących drutów i wraca do panelu na neutralnym. Stamtąd energia wraca do sieci elektroenergetycznej poprzez neutralny serwis energetyczny.
Natężenie obwodu
Każdy wyłącznik posiada natężenie prądu wskazujące maksymalne obciążenie, które może wytrzymać obwód, zanim wyłącznik wyłączy się, aby zapobiec uszkodzeniu w wyniku przeciążenia. Wyłączniki jednobiegunowe są zwykle oceniane na 15 lub 20 amperów. Wyłączniki dwubiegunowe zwykle mają od 30 do 50 amperów lub więcej. Natężenie prądu jest głównym czynnikiem stosowanym do równoważenia obciążeń na panelu serwisowym. Innym czynnikiem jest rodzaj sprzętu elektrycznego (urządzenie, gniazdka, oświetlenie itp.) Obsługiwanego przez obwody i kiedy to urządzenie jest zwykle używane. Na przykład lodówka pracuje 24 godziny na dobę, 365 dni w roku i potrzebuje największej mocy do uruchomienia silnika sprężarki. Natomiast wentylator do całego domu (wentylator na poddaszu) ma dość stałą moc pobieraną i jest używany tylko podczas ciepłej pogody i zwykle w nocy lub wcześnie rano.
Bilans obwodu
Aby zrozumieć, jak działa wyważanie, wyobraź sobie, że masz dwa obwody 120-woltowe z wyłącznikami jednobiegunowymi. Jeden obwód zasila lodówkę, która pobiera 8 amperów; drugi obwód dostarcza zamrażarkę skrzynkową, która pobiera 7 amperów. Oba urządzenia działają przez cały rok, przez cały rok. Aby zrównoważyć obciążenie dwóch obwodów, wyłączniki powinny znajdować się na różnych szynach zbiorczych lub „nogach” panelu serwisowego. W ten sposób natężenie obu obwodów znosi się wzajemnie, gdy zasilanie wraca do sieci neutralnej. W takim przypadku prąd na przewodzie neutralnym wynosiłby 1 amper: 8 - 7 = 1. Jeśli oba urządzenia pobiły 8 amperów, prąd na przewodzie neutralnym wynosiłby 0. Celem jest, aby prąd na przewodzie neutralnym był tak niski, jak możliwe - ze względów bezpieczeństwa, efektywności energetycznej i innych.
Z drugiej strony, jeśli umieścisz oba obwody na tej samej nodze panelu, obciążenia urządzeń sumują się, co powoduje powrót 15 amperów prądu do neutralnego. Byłby to ładunek niezrównoważony i najlepiej unikany.
Umieszczenie wyłącznika
Noga lub nogi, z których pobiera każdy obwód, zależy od tego, gdzie wyłącznik znajduje się w panelu. W większości paneli szczeliny przerywające po każdej stronie panelu występują naprzemiennie pomiędzy szynami (nogami) z szyną rozgrzaną. Jeśli dwa jednobiegunowe wyłączniki znajdują się po tej samej stronie i są ułożone jeden na drugim, połączą się z różnymi nogami. Jeśli są po tej samej stronie, ale mają między sobą szczelinę, połączą się z tą samą nogą. Wyłączniki dwubiegunowe zajmują dwa sąsiednie gniazda i łączą się z obiema nogami. Każda noga dostarcza 120 woltów, co daje 240 w obwodzie. Z tego powodu wyłączniki dwubiegunowe są automatycznie wyważane bez względu na to, gdzie znajdują się na panelu. Dlatego, gdy układasz obwody dla domu, celem jest uzyskanie w przybliżeniu jednakowego natężenia prądu na obu nogach panelu.
